伊拉克污水处理厂GRP压力管道安装关键技术研究

发表时间:2021/4/12   来源:《中国电业》2020年36期   作者:张宁
[导读] 在国内,相关污水管道的各项安装技术已日趋成熟,各项检测体系流程也相对清晰。
        张宁
        中交一航局第三工程有限公司 辽宁大连 116031
        【摘要】在国内,相关污水管道的各项安装技术已日趋成熟,各项检测体系流程也相对清晰。但在境外,尤其是伊拉克,市政管网安装技术较为落后,对于一航局三公司乃至集团,在该地区做EPC工程也属首例,我公司需通过一系列安装工艺实施,来探索适用于伊拉克地区的压力管道安装技术。
        【关键词】安装工艺、控制技术、顶管技术、流体监测、反冲循环
        引言
        洁净的水一直以来都是巴士拉人民的一项主要诉求,已上升到伊拉克民生重点工程的高度,此污水处理项目地处巴士拉市边缘,备受伊拉克巴士拉地区污水总局和地区群众关注。故高效顺利完成本工程,将树立公司在伊拉克当局内企业形象,也将成为我公司在伊拉克地区继续经营承揽的重要业绩支撑。
        工程地处伊拉克巴士拉哈姆丹污水处理中心,夏季最高气温高达56℃,地表含水层接近地表,含水量大,土质为盐碱度高,工程条件恶劣。由于是境外项目,国内很多的常规做法可能在当地的安装过程中不能完全适用,本课题的开发目的就是针对以上难点,对GRP压力管道安装安装阶段、试验阶段、后期维保存在问题先期纠偏等关键工艺进行优化创新,加快工程进度,减危降危,节能创效。掌握中东安装领域中的验收体系,为公司进军海外市场奠定基础。
        一、安装受控难点分析
        1、管路基坑深起伏大
        伊拉克巴士拉污水处理厂四期工程外排管线总里程为9Km,由伊拉克巴士拉哈姆丹污水处理厂排放泵站排放至阿拉伯河,管道原土地面高度+1.9m,管道设置排气口和淤泥排放口,淤泥要求低位排放,废气要求高位排放,故外排管线起伏较大,且管底最低高低位-2.5m,开挖量大,基坑较深。
        2、穿管风险高
        此项工程穿越三条石油管路,一条当地主高速公路,尤其三条石油管路具为使用年限均已超过30年的超期管道,如何保证进度质量同时,降低工程存在风险指数。
        3、地下水位高水量大
        工程所处地理位置为美索不达米亚为冲积平原区,地下水主要为第四系松散层孔隙水,赋存于淤泥、砂土层中,受大气降雨补给。地下水位位于地表附近,水位埋深很浅,一般在地面以下1~2 m,土质内含水量较大。
        4、土质含水量高且盐碱度高
        区内地下水埋深浅,一般在地面以下1.6~2.3 m。根据区内勘察资料,地下水易溶盐含量总量TSS:3.3%~11.5%,pH值8.0~8.4,SO42-含量1 200~2 200 mg/L,地下水对钢筋混凝土具SO42-侵蚀,对钢制铸铁闸阀同样具有酸性腐蚀和电离腐蚀影响,影响管路稳定性和密闭性。
        5、试验清洗用水量大
        伊拉克处于沙漠地带,且受到海水倒灌、战争、污水排放和上游筑坝截流等影响,干净水源成为了稀缺物资。对于管道的水密试验和管道试验后清洗,工程内部单体的满水试验,都需要大量的干净用水。对外采购用水,可以解决用水,但造价高,运输周期长,无法保证试验的正常进行。
        二、采用得技术方案
        1、GRP压力管道安装工艺及设备选用方法
        本项目的基坑深度较深,且作业线长约9千米,为了安全、效益和进度综合考虑,安装采用整体降地面标高,运用机械人工形式综合开挖。
        ⑴研究施工工艺,采用最优的施工工艺,降低整体地面高度,搭设出工作平台,保证施工安全。
        ⑵研究施工方法,靠近电塔、外墙和管道处采用人工开挖,其余地方采用机械开挖,形成稳妥的施工方法。
        ⑶研究施工效率,调整人员倒班制度和机械使用制度,形成快速施工的施工顺序。
        2、管基开挖、处理及偏差的控制技术
    管道基坑开挖主控路径及开挖深度,此项会影响安装工程的验收结果和回填成本。
        ⑴组织好人员分配,形成理想的工序组织框架。
        ⑵做好测量实施策划方案,形成测量复测监测的检查体系,做好测量装维保护措施。
        3、管道闭水试验、设备的选用及检测方法
        ⑴ 首要检查管材、阀门和封口盲板进场质量证明,其次检查材料试验记录和试验贴签与试验台账的符合性,完善进场检查和试验程序。
        ⑵ 随机取样送往检测机构进行检验,检验项目有壁厚、几何尺寸、工作压力、抗拉强度、硬度、环刚度、化学成分和吸水性等,做好质量检查程序。
        ⑶ 选取合适的加压设备,压力表和液位计复核观察法,设备选用经济合理。
        ⑷ 根据当地水资源稀缺问题,管道分段试验,试验用水循环使用,达到试验节源环保。


        4、高温环境环氧材料缓凝控制要点
        高温速成环氧层脆性大,受到弯折易开裂脱落,采用合理的安装工艺和浇筑方法,控制浇筑连接的质量。
        ⑴控制环氧浇制时间段,运用合理时间排序降低温度。
        ⑵采用抗高温环氧组分,降低高温速凝环氧造成的脆性,控制质量达标。
        ⑶优化浇筑方法,一布一环氧,分层浇筑,控制单次浇筑厚度,增加玻璃纤维布层数,达到加大韧性的目的。
        5、GRP管道顶管机顶进技术
        综合考虑当地地勘土体报告、机械进口成本及进度要求,开放式顶管技术适合此项安装内容,机械采用液压千斤顶式顶管,人工开挖和机械辅助开挖。
        ⑴简化安装工艺,将液压千斤顶挡力墙改造型式,改为钢桩配合混凝土块承受顶力,降低安装成本。
        ⑵ 优化施工方法,顶管工作面机械开挖配合泥浆泵,软化土质,达到快速进尺的目的。
        ⑶ 降低安装风险,机具采用安全电压,人工开挖分多段开挖,风带及风管随人进洞,消除封闭空间。
        6、地下式流体管道监测技术
    因穿越石油管道为伊拉克国家原油输送管道,加之使用年限超期,责任重大,穿越前对管道检测,穿越中对管道进行监测,变得尤为重要,更对以后同类安装工程的监测规程起到示范作用。
        ⑴采用高效精准的监测设备,选用金属探测和流体测漏功用型,对原管道安装范围可扰动平面内的管道进行先期监测,记录安装前原油管道现有位置、已发生沉降和可能的渗漏点,及时报备业主,规避安装风险。
        ⑵ 加大扩宽安装过程监测力度及范围,合理布设监测点位,主要针对开挖土体边缘点、顶管中心点等重点部位的监测。
        ⑶ 制定监测数据风险预估表,接近或达到监测预估值立即停止安装工作,再次评估无风险后方可继续,达到风险控制目的。
        7、试验水体反冲循环利用办法
        伊拉克地处沙漠地带,水资源稀缺,规划用水节约用水,能达到降低成本的作用。
        ⑴规划试验用水水源及接引路线,计划使用幼发拉底河水源,采用泵吸至高处形成水塔(钢架支立储水罐),利用虹吸效应通过外排管线反送至水厂。
        ⑵合理设计排水疏导路线,试验阶段关闭单体联通通道,开启污水穿越管道,试验后,打开水塔低处阀门,慢慢开启单体阀门,将用水排放至幼发拉底河。
        ⑶ 加强固定措施,避免管道浮动或位移情况产生,预防冒顶现象发生,反送一定要有随时监视,安装浮球报警多种手段并用。
        8、电离及酸性腐蚀处理办法
        安装现场低处伊拉克两河冲积平原上,盐碱含量较高,对钢筋支墩和管道阀门有产生一定的电离和酸性腐蚀,处理不当会减少工程寿命和使用功能。
        ⑴增加防腐工艺,对外排管道固定钢架和止推堆内的钢筋涂刷阻锈剂,止推堆和钢架地下段加外防腐涂料。
        ⑵增加阴极保护,跨接阀门等钢件铁件,加设锌块,保护操作机构。
        ⑶原材料变更,采用高性能混凝土或聚合混凝土,阻止混凝土工程产生裂缝或膨裂。
        三、达到的目标
        1、工艺优化目标
        优化GRP压力管道安装技术,管道闭水试验技术,掌握复杂环境下大管径压力管道安装技术和检验技术。
        2、创新目标
        优化GRP压力管道安装技术,管道闭水试验技术,采用地下式流体管道监测技术,首次选用试验水体反冲循环利用办法。
        四、结束语
        通过GRP压力管道安装关键技术的研究,为以后的市政管网工程增加新技术、新方法,为市政管网工程提供技术支持,提高工程效率,降低工期,节约成本,为以后类似工程的开展提供有效的资料支撑和参数依据。GRP压力管道安装工艺的研究与开发,将为公司“提质增效”和增加经济效益奠定基础。
        安装工艺技术方面,在现有基础上,多材料、多接头方式运用在同一段GRP管道,并根据当地的具体情况已经有针对性的制定出适当的安装工艺技术,在管道试压方面也确定了明确的试压方法和检验顺序,收集人工、机械和顶管工艺在黏土硬质岩层的工程效率数据。
        【参考文献】
        [1]伊拉克最大港口城市——巴士拉 新华网
        [2]《伊拉克美索不达米亚平原软土分布特征及工程性质分析》
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